CN113596391A - 一种内河船舶监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内河船舶监测系统，用于监测目标航道内的所有船舶。其特征在于，该系统包括控制中心单元以及分别与其连接的摄像装置，船舶吃水检测装置，测速装置，限高检测装置和报警装置；控制中心单元包括视频处理工作站，数据存储工作站和预警工作站。本发明的内河船舶监测系统实现了相关管理部门对航行船舶的远程监测，提高了监测效率，加强了对内河船舶的安全监管，减小了安全风险，降低了内河监测的人力成本。

Description

一种内河船舶监测系统
技术领域
本发明涉及智能监控领域，特别涉及一种内河船舶监测系统。
背景技术
内河运输是综合运输网中重要的组成部分，特别是在重点大宗货物运输中具有不可替代的优势和作用。作为一种占地少，污染小，能耗小，运量大的运输方式，特别是在我国建筑业发展进程加快，地面交通资源日趋紧张和能源价格飞涨的情况下，内河运输的优势符合可持续发展对交通运输业的要求，并能积极促进航道疏浚整治，兼收航运，防洪，发电和灌溉等综合效益，促进流域经济的发展；其对国家的政治，军事及安全具有重要意义，在抢险救灾等紧急状态下能发挥特殊的作用；它的发展对可持续发展的方针实施有着重要的作用。目前船舶的过闸数据检测需要船舶停泊靠岸，然后通过船舶相关管理部门的执法人员进行肉眼核实，不仅监测的工作量大，效率低，耗时长，而且在长期的工作中存在很多执法风险。
公开号为111225189A的中国专利“中小型航道桥梁监控装置”公开了一种用于桥梁上的航道监测装置，但该装置只能判断船舶是否会撞桥，无法测量船舶的高度和吃水量；公开号为100538723C的中国专利“多视觉传感器信息融合的内河船舶自动识别系统”，利用大范围视觉传感器进行特写抓拍船体图像以及船名标识牌图像，并对图像进行轮廓检测估算出船舶船体露出水面的高度和载重量，此方法得到的船舶高度和载重量是由估算得出，精度不高。
船舶在河面上会面临比较复杂的环境，检测船舶高度和吃水量的机构设备需要有极高的精度。在河上会产生升沉、艏摇、横摇、纵摇、横荡和纵摇等方向的运动，所以计算吃水量的设备需要避免只检测某一随机位置的吃水量，而且监测设备在满足使用功能的同时，设备需要尽可能轻便化，同时，结构设计需合理，以满足设备的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供提供一种内河船舶监测系统，以实现相关管理部门可对内河航道内的船舶进行远程监测的前提下，满足自动检测船舶吃水深度和船舶的超高及超速情况。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提出一种内河船舶监测系统，包括控制中心单元，其包括：控制中心单元，包括：视频处理工作站；数据存储工作站，与所述视频处理工作站信号连接；预警工作站，与所述数据存储工作站信号连接。船舶吃水检测装置，包括：九个超声波传感器，在水下依河宽方向及航道方向间隔均布；数据处理器，与所述九个超声波传感器信号连接，与所述数据存储工作站信号连接。摄像装置，包括；主摄像机，放置在桥上并正对所述航道的中心线，与所述视频处理工作站信号连接；副摄像机，放置在船舶行驶方向的右侧沿岸，所述视频处理工作站信号连接。测速装置，包括：两组激光发射机和激光接收机，沿岸对称布置且平行于河面，与所述数据存储工作站信号连接；速度处理器，与所述激光发射机和激光接收机信号连接，与所述数据存储工作站信号连接。限高检测装置，包括：一组激光发射机和激光接收机，沿岸对称布置且平行于河水面，高度为桥梁的限高，与所述数据存储工作站信号连接；超高预警器，与所述激光发射机和激光接收机信号连接，与所述预警工作站信号连接。报警装置，包括：LED显示屏，放置在桥上，与所述预警工作站信号连接，与所述数据存储工作站信号连接；高音喇叭，放置在桥上，与所述预警工作站信号连接；照明灯，放置在桥上，与所述预警工作站信号连接。
进一步地，船舶吃水检测装置包括所述数据处理器和三组超声波传感器，每一组包括三个超声波传感器，在水下依河宽方向间隔均布，各组之间沿航道方向间隔分布，且每个超声波传感器都与数据处理器相连接；数据处理器将船舶吃水深度的数据汇总后发送到所述数据存储工作站。
进一步地，测速装置的激光发射机和激光接收机高度介于河面与最低船高之间。
进一步地，限高检测装置的激光发射机和激光接收机高度为桥梁的限高。
本发明提供的内河船舶监测系统，实现了相关管理部门对航道内船舶的远程监测，摄像装置采集船舶目标和船名标识牌，船舶吃水检测装置自动检测船舶吃水深度，限高检测装置检测船舶的净空高度超限现象，代替现有的管理部门执法人员的人工检查，提高了监测效率，降低了执法人员的工作强度。本发明的摄像装置由主摄像机和副摄像机组成，分别用于采集船舶目标和船名标识牌，提高了检测效率，且可以克服船舶数量多时带来的检测困难。本发明的船舶吃水检测装置沿河道方向设置了多组超声波传感器，从而在船舶航行过程中获取不同位置的吃水量，可以克服由于波浪起伏带来的吃水量变化问题。本发明的监测方法用目标检测算法检测船舶目标，用边缘检测算法和文字检测算法检测船名标识牌，可以准确识别船舶以及船名标识牌，避免漏检的情况发生。本发明的报警装置有三种警报方式，包括LED显示屏，高音喇叭和照明灯，协同警告超高船舶，可有效预防船舶事故，减小人员和财产损失。
附图说明
下面结合附图对发明作进一步说明：
图1为本发明实施例提供的内河船舶检测系统安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的内河船舶监测系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，本发明提供的内河船舶监测系统，利用激光发射器，激光接收器和超声波传感器解决检测精度问题，结构简单合理，能够实现相关管理部门对航道内船舶的远程监测，增加了自动化程度。在本发明的内河船舶监测系统中，船舶吃水检测装置，测速装置以及限高检测装置提供了简洁的结构系统，利用九个超声波传感器、三组激光发射器，激光接收器即可实现相应的检测效果，结构简单，检测精度高，方便后期维护维修。在本发明的摄像采集装置中，使用正副两台摄像机分别采集船舶目标和船名标识牌，并在视频处理工作站中用目标检测算法检测船舶目标，用边缘检测算法和文字检测算法检测船名标识牌大大提升了检测精度，提高了稳定性。
图1为本发明实施例提供的内河船舶检测系统安装示意图。参照图1，本发明提出一种内河船舶检测系统，包括控制中心单元，其包括：视频处理工作站101；数据处理工作站102；预警工作站103。船舶吃水检测系统，其包括：超声波传感器104，固定于航道底部；数据处理器105。摄像装置，其包括：主摄像机106，固定于桥梁上且正对于所监测航道；副摄像机107，固定于船舶行驶方向的右侧沿岸。测速装置，其包括：第一激光发射机108；第二激光发射机109；第一激光接收机110，与所述第一激光发射机108沿岸对称布置且平行于河面；第二激光接收机111，与所述第二激光发射机109沿岸对称布置且平行于河面；速度处理器112。限高检测装置，其包括：激光发射机113；激光接收机114，与所述激光发射机113沿岸对称布置且平行于河面；超高预警器115。报警装置，其包括：LED显示屏116，固定在桥上；高音喇叭117，固定在桥上；照明灯118，固定在桥上。
在本发明实施例中，控制中心单元，用于内河船舶监测人员对于船舶安检结果的采集、审核以及监管；船舶吃水检测装置，用于检测船舶的吃水深度；摄像装置，用于捕捉船舶目标和船名标识牌；测速装置，用来测量船舶的速度；限高检测装置，用于检测船舶是否超高；报警装置，用于警示超高船舶。以上装置结合，可以实现相关管理部门对航道内船舶的远程监测。
在本发明实施例中，数据存储工作站102与视频处理工作站101，预警工作站103分别信号相连，用于存储视频处理工作站采集到的船舶目标和船名标识牌，以及预警工作站采集到的船舶超高信息。超声波传感器104固定于航道底部。主摄像机106固定于桥梁上且正对于所监测航道，副摄像机107固定于船舶行驶方向的右侧沿岸。测速装置的第一激光发射机108，第二激光发射机109和第一激光接收机110，第二激光接收机111沿岸对称布置且平行于河面，且其高度高于河面0.5米。限高检测装置的一组激光发射机113和激光接收机114沿岸对称布置且平行于河面，且其高度为桥梁的限高。报警装置安装于桥梁上。所述报警装置中的LED显示屏116和照明灯118均超船舶行驶的反方向放置，用于警示超高船舶。
进一步地，所述视频处理工作站接受所述主摄像机和副摄像机传来的视频信号；所述预警工作站接收所述限高检测装置传来的超高信号；所述报警装置接收所述预警工作站发出的预警信号；所述数据存储工作站接收所述视频处理工作站发出的图像信号；所述数据存储工作站接收所述预警工作站发出的船舶超高信号；所述数据存储工作站接收所述船舶吃水检测装置的数据处理器发出的水深信号；所述数据存储工作站接收所述测速装置的速度处理器发出的速度信号。
进一步地，所述主摄像机对航道进行拍摄从而得到相应的第一实时监控视频，并将第一实时监控视频传送至所述控制中心单元；控制中心单元的视频处理工作站用目标检测算法对第一实时监控视频进行检测，若检测到船舶，则启动船舶吃水检测装置，测速装置，限高检测装置以及副摄像机；副摄像机用于从船舶行驶方向的右侧对该航道进行拍摄从而得到相应的第二实时监控视频，并将第二实时监控视频传送至控制中心单元；控制中心单元的视频处理工作站用边缘检测算法和文字检测算法对第二实时监控视频进行检测，读取船名标识牌，并将船名标识牌传送至数据存储工作站；船舶吃水检测装置的超声波传感器收集到信号后将信号传送到与其相连的数据处理器；数据处理器将船舶吃水深度的数据汇总后发送到数据存储工作站；测速装置中的速度处理器则记录下船舶先后触碰测速装置的两组激光的时间并计算其速度，随后将速度发送到数据存储工作站；若船舶在行驶过程中触碰到限高检测装置的激光，超高预警器则将信号传送至数据存储工作站及报警装置；若报警装置收到超高预警器的信号，则所述LED显示屏显示超高的提示，所述高音喇叭响，所述照明灯亮。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种内河船舶监测系统，其特征在于，包括：
控制中心单元，包括：
视频处理工作站；
数据存储工作站，与所述视频处理工作站信号连接；
预警工作站，与所述数据存储工作站信号连接；
船舶吃水检测装置，包括：
九个超声波传感器，在水下依河宽方向及航道方向间隔均布；
数据处理器，与所述九个超声波传感器信号连接，与所述数据存储工作站信号连接；
摄像装置，包括；
主摄像机，放置在桥上并正对所述航道的中心线，与所述视频处理工作站信号连接；
副摄像机，放置在船舶行驶方向的右侧沿岸，所述视频处理工作站信号连接；
测速装置，包括：
两组激光发射机和激光接收机，沿岸对称布置且平行于河水面，高度介于河面与最低船高之间，与所述数据存储工作站信号连接；
速度处理器，与所述激光发射机和激光接收机信号连接，与所述数据存储工作站信号连接；
限高检测装置，包括：
一组激光发射机和激光接收机，沿岸对称布置且平行于河水面，高度为桥梁的限高，与所述数据存储工作站信号连接；
超高预警器，与所述激光发射机和激光接收机信号连接，与所述预警工作站信号连接；
报警装置，包括：
LED显示屏，放置在桥上，与所述预警工作站信号连接，与所述数据存储工作站信号连接；
高音喇叭，放置在桥上，与所述预警工作站信号连接；
照明灯，放置在桥上，与所述预警工作站信号连接。
2.如权利要求1所述的内河船舶监测系统，其特征在于，所述放置在桥上并正对所述航道的中心线的主摄像机用于对该航道进行拍摄从而得到相应的第一实时监控视频。
3.如权利要求1所述的内河船舶监测系统，其特征在于，所述视频处理工作站对第一实时监控视频进行检测，若检测到船舶，则启动所述船舶吃水检测装置，测速装置，限高检测装置以及放置在船舶行驶方向的右侧沿岸的副摄像机。
4.如权利要求1所述的内河船舶监测系统，其特征在于，所述放置在船舶行驶方向的右侧沿岸的副摄像机用于对该航道进行拍摄从而得到相应的第二实时监控视频。
5.如权利要求1所述的内河船舶监测系统，其特征在于，所述视频处理工作站对第二实时监控视频进行进行处理，先对其用边缘检测算法对船名标识牌进行提取，再对船名标识牌进行检测与识别，并将船名标识牌信息发送到所述数据存储工作站。
6.如权利要求1所述的内河船舶监测系统，其特征在于，所述船舶吃水检测装置包括所述数据处理器和三组超声波传感器，每一组包括三个超声波传感器，在水下依河宽方向间隔均布，各组之间沿航道方向间隔分布，且每个超声波传感器都与数据处理器相连接；数据处理器将船舶吃水深度的数据汇总后发送到所述数据存储工作站。
7.如权利要求1所述的内河船舶监测系统，其特征在于，若船舶经过所述测速装置的两组所述激光发射机和激光接收机，所述速度处理器则记录下船舶先后触碰两组激光的时间并计算其速度，随后将速度发送到所述数据存储工作站。
8.如权利要求1所述的内河船舶监测系统，其特征在于，若船舶在行驶过程中触碰到所述限高检测装置的激光，所述超高预警器则将信号传送至所述数据存储工作站及所述报警装置。
9.如权利要求1所述的内河船舶监测系统，其特征在于，若所述报警装置收到所述超高预警器的信号，则所述LED显示屏显示超高的提示，所述高音喇叭响，所述照明灯亮。
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